Gene expression of soybean toxin ( SBTX ) during the development of soybean [ Glycine max ( L.) Merrill ] and their involvement in plant defense
| Autor: | Arantes, Mariana Reis |
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| Přispěvatelé: | Vasconcelos, Ilka Maria |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2015 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) Universidade Federal do Ceará (UFC) instacron:UFC |
| Popis: | ARANTES, Mariana Reis. Expressão gênica da toxina da soja (SBTX) durante o desenvolvimento da soja [Glycine max (L.) Merril] e seu envolvimento na defesa vegetal. 2015. 120 f. Dissertação (Mestrado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. Brazil is the second major global soybean producer, whose magnitude is due to its use multiples. However, losses in productivity of soybean grains in the field are still significant, especially those caused by pathogenic fungi. In view of this obstacle, it is important to search natural molecules able to inhibiting the progress of fungal diseases in an environmental friendly practice. Among the soybean molecules which could be used for this purpose, the soybean toxin (SBTX) stands out. SBTX is a protein composed of two subunits (17 and 27 kDa) isolated from seeds with in vitro activity against phytopathogenic fungi. The present study aimed to verify the SBTX tissue localization in soybean seed cotyledons, as well as to evaluate the gene expression profile of two SBTX subunits, both in different stages of plant development and in response to treatment with plant defense elicitors. Soybean seeds were grown in a greenhouse and plant tissues harvested at different days. In addition, soybean primary leaves were treated with salicylic acid (SA) or inoculated with the Cercospora kikuchiii (CK) spores and harvested at different times after the treatments. Based on the N-terminal sequences of the SBTX subunits, primers were designed and their gene expression evaluated by quantitative real-time PCR technique. SBTX tissue localization was performed by immunohistochemistry using anti-SBTX. Transcripts for both SBTX subunits were detected in all plant tissues, predominantly in cotyledons and unifoliate leaves in the early stages of their development, as well as in mature seeds. SBTX was found in the epidermis of the cotyledons. Transcripts were detected for both genes SBTX17 e SBTX27 in all tissues collected, but their expression levels were different. The highest transcript levels for both SBTX subunits were found in mature seeds, cotyledons and unifoliate leaves. In cotyledons, SBTX was found in the epidermis. Leaves treated with elicitors showed induction of the corresponding 17 and 27 kDa subunit transcripts, however this response was earlier in the CK treatment (from 6 h) compared to AS treatment (from 12 h). In almost all analyses, the highest transcript levels were found for the 27 kDa subunit. The ubiquitous and constitutive gene expression during plant development, the induction of gene expression by defense response elicitors and the localization on the surface of cotyledons support the role of SBTX in plant defense and its use to produce fungal-resistant transgenic soybean plants. O Brasil é o segundo maior produtor mundial de soja, destacando-se por sua multiplicidade de uso. Entretanto, perdas na produtividade de seus grãos em campo são ainda consideráveis, particularmente oriundas das doenças causadas por fungos. Diante desse obstáculo, emerge a necessidade de busca de moléculas naturais capazes de inibir o progresso dessas doenças, sem causar impactos ambientais. Dentre as moléculas presentes na soja, com potencial de uso para essa finalidade, destaca-se a toxina da soja (SBTX), uma proteína isolada de sementes, composta por duas subunidades (17 e 27 kDa) e ativa contra fungos fitopatogênicos. Esse trabalho teve como objetivos verificar a localização tecidual da SBTX em cotilédones de sementes maduras, bem como avaliar seu perfil de expressão gênica ao longo do desenvolvimento da soja e, também, em resposta ao tratamento com elicitores de defesa vegetal. Sementes de soja foram cultivadas em casa de vegetação e, ao longo do desenvolvimento da planta, diferentes tecidos vegetais coletados. Em adição, folhas primárias da soja foram tratadas com ácido salicílico (AS) ou inoculadas com esporos do fungo Cercospora kikuchii (CK) e coletadas em diferentes tempos após os tratamentos. Iniciadores foram desenhados com base nas sequências NH2-terminal das subunidades de SBTX e a expressão gênica foi avaliada pela técnica de RT-PCR quantitativa. A localização de SBTX em sementes foi avaliada por imunohistoquímica, usando anti-SBTX. Transcritos dos genes SBTX17 e SBTX27 foram detectados em todos os tecidos vegetais coletados, porém seus níveis de expressão foram diferenciados. Níveis mais elevados de transcritos para ambas as subunidades da SBTX foram detectados em sementes maduras, cotilédones e folhas unifoliadas. Nos cotilédones, SBTX foi encontrada na epiderme. Indução da expressão de transcritos da SBTX ocorreu em ambos os tratamentos, porém essa resposta se manifestou mais rápida (a partir de 6 h) com CK ao invés de AS (a partir de 12 h). Praticamente, em todas as análises, transcritos do gene SBTX27 prevaleceram em relação àqueles do SBTX17. A presença constitutiva e ubíqua de transcritos dos genes da SBTX ao longo do desenvolvimento da planta, a indução da expressão desses genes por elicitores de resposta de defesa e a localização da toxina na superfície dos cotilédones validam o papel de defesa atribuído a SBTX, suscitando a possibilidade de uso dessa proteína na produção de soja resistente ao ataque de fungos de relevância agronômica. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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